:采用馬來酸酐單體(MA環氧樹脂)對雙酚A型(E-51)改性,得到改性環氧樹 脂(EpM),通過正交實驗法確定了改性樹脂的制備及固化工藝,並通過紅外光譜和熱失重分析對産物及固化物進行了表征。結果表明,EpM最佳制備工藝:催 化劑N,N-二甲基苯胺添加質量分數2。0%,阻聚劑質量分數0。075%(基于對苯二酚),反應溫度80℃,反應時間2。0h。固化最佳工藝:氧化劑過 氧化苯甲酰添加質量分數2%,促進劑N,N-二甲基苯胺質量分數0。6%,交聯劑苯乙烯質量分數20%。EpM的合成機理爲環氧開環酯化反應;産物中出現 了馬來酸酐的特征官能團;其熱分解溫度可提高到418℃;漆膜耐腐蝕性、附著力、沖擊強度均有提高。

環氧樹脂因分子結構中含有環氧基、羟基和醚鍵等基團而具有優良的物理性能、力學性能、電絕緣性能和耐化學藥品性能,廣泛應用于塗料、膠粘劑、層壓材料、複 合材料基體等方面[1~5]。環氧樹脂和某些改性單體的酯化反應有很多研究報道[6~9]。改性後的樹脂在結構上,工藝上和不飽和聚酯樹脂相似 [10~12]。

本文分別就合成工藝、合成原理、固化工藝、漆膜性能各方面做了一系列實驗。著重考察了塗料制備過程中,催化劑、阻聚劑、交聯劑和促進劑的用量對塗料制備的影響,采用正交試Epoxy驗分析手段篩選出最優的工藝配方,並通過表征手段確定其反應機理。最終通過分析各項漆膜性能,實驗合成的塗料耐腐蝕性、附著力、沖擊強度均有提高。

實驗部分

主要原料

雙酚A型環氧樹脂E-51環氧樹脂施工(環氧當量,184~194g/eq),工 業純,廊坊諾爾信化工有限;N,N-二甲基苯胺,分析純,市大茂化學試劑廠;對苯二酚,分析純,市巨星聖源化學試劑有限;馬來酸酐,分析純,市光複科技發 展有限;過氧化苯甲酰,化學純,市科密歐化學試劑開發中心;三乙烯四胺,分析純,光複精細化工研究所。

EpM的制備方法

用20g正丁醇溶解一定量的雙酚A環氧樹脂和少量阻聚劑(對苯二酚),將溶液混合均勻,倒入裝有攪拌器、冷凝管、恒壓漏鬥、溫度計的四口燒瓶中,開動攪 拌,用恒溫水浴緩慢加熱到60℃左右,將一定量的馬來酸酐和催化劑(N,N-二甲基苯胺)用20g左右的丙酮溶解並混合均勻倒入恒壓滴液漏鬥中,開始向體 系中逐滴滴加。約0。5h滴加完,升溫到70~80℃保持反應1~2h,每隔0。5h取樣測定酸值一次,當酸值接近理論酸值時停止反應,降溫,出料保存。

實驗方法

Epoxy施工酸值按照GB/T6743—2008色漆和清漆用漆基部分酸值和總 酸值測定;漆膜附著力按國標GB/T1720—1979(1989)測定;漆膜耐沖擊性按國標GB/T1732—1993進行測試;鹽霧腐蝕性按國標GB /T1771—2007對漆膜進行耐鹽霧老化實驗;耐沸水性按國標GB/T1733—1993對漆膜進行耐沸水性實驗;耐酸堿性按國標GB/T9274— 1988對色漆和清漆進行耐液體介質的測定;利用E55+FRA106型傅裏葉紅外光譜儀(德國Bruker)進行紅外分析,固體樣品采用溴化鉀壓片法進 行檢測;示差掃描量熱分析:利用STA449C型熱分析儀(德國)進行差熱分析,加熱速率10℃/min,溫度範圍30~800℃,Ar氣保護。

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